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数学必修 第四册11.1.4 棱锥与棱台教学设计
展开这是一份数学必修 第四册11.1.4 棱锥与棱台教学设计,共5页。教案主要包含了教学目标,教学重难点,教学过程,教师小结,母题探究等内容,欢迎下载使用。
【教学目标】
借助棱锥、棱台结构特征的学习,培养直观抽象的数学核心素养。
【教学重难点】
1.棱锥、棱台的定义和结构特征。(重点)
2.棱锥、棱台中构造恰当的特征图形,研究其中的线段数量关系和位置关系。(难点)
【教学过程】
一、复习导入
思考1:长方体、正方体是多面体吗?
[提示] 是。长方体是由6个矩形围成的,正方体是由6个正方形围成的,均满足多面体的定义。
思考2:最简单的多面体由几个面所围成?
[提示] 四个。
二、合作探究
1.棱锥、棱台的概念
【例】 下列关于棱锥、棱台的说法中,正确说法的序号是________。
(1)用一个平面去截棱锥,底面和截面之间的部分组成的几何体叫棱台;
(2)棱台的侧面一定不会是平行四边形;
(3)棱锥的侧面只能是三角形;
(4)棱台的各侧棱延长后必交于一点;
(5)棱锥被平面截成的两部分不可能都是棱锥。
(2)(3)(4) [(1)错误,若平面不与棱锥底面平行,用这个平面去截棱锥,棱锥底面和截面之间的部分不是棱台;
(2)正确,棱台的侧面一定是梯形,而不是平行四边形;
(3)正确,由棱锥的定义知棱锥的侧面只能是三角形;
(4)正确,棱台是由平行于棱锥底面的平面截得的,故棱台的各侧棱延长后必交于一点;
(5)错误,如图所示四棱锥被平面PBD截成的两部分都是棱锥。]
【教师小结】判断一个几何体是何种几何体,一定要紧扣棱柱、棱锥、棱台的结构特征,注意概念中的特殊字眼,切不可马虎大意,如棱柱的概念中的“相邻”,棱锥的概念中的“公共顶点”,棱台的概念中的“棱锥”“平行”等。
2.几何体的计算问题
[探究问题]
(1)计算正三棱锥中底面边长,斜高,高时,通常是将所求线段转化到直角三角形中,常用到的直角三角形有哪些?
[提示] 常用到的直角三角形有:①由斜高、高、底面中心到边的距离构成的三角形,②由高、侧棱和底面中心与底面顶点的连线构成的三角形。
(2)其他正棱锥的计算是否与正三棱锥计算用同样的方法?
[提示] 是。
(3)正棱台中的计算呢?
[提示] 根据正棱锥与正棱台的关系,转化到直角梯形中求解。
【例】 正三棱锥的底面边长为3,侧棱长为2eq \r(3),求正三棱锥的高。
[思路探究] 正三棱锥⇒侧棱、高和底面三角形外接圆半径组成直角三角形⇒勾股定理求解。
[解] 作出正三棱锥如图,SO为其高,连接AO,作OD⊥AB于点D,则点D为AB的中点。
在Rt△ADO中,AD=eq \f(3,2),
∠OAD=30°,
故AO=eq \f(\f(3,2),cs∠OAD)=eq \r(3)。
在Rt△SAO中,SA=2eq \r(3),AO=eq \r(3),
故SO=eq \r(SA2-AO2)=3,其高为3.
【母题探究】
1.将本例中“侧棱长为2eq \r(3)”,改为“斜高为2eq \r(3)”,则结论如何?
[解] 在Rt△SDO中,SD=2eq \r(3),DO=eq \f(1,2)AO=eq \f(\r(3),2),故SO=eq \r(SD2-DO2)=eq \r(12-\f(3,4))=eq \f(3\r(5),2)。
2.将本例中“三棱锥”改为“四棱锥”,如何解答?
[解] 如图正四棱锥SABCD中,SO为高,连接OC.则△SOC是直角三角形,由题意BC=3,则OC=eq \f(3\r(2),2),又因为SC=2eq \r(3),则SO=eq \r(SC2-OC2)=eq \r(12-\f(9,2))=eq \r(\f(15,2))=eq \f(\r(30),2)。
故其高为eq \f(\r(30),2)。
【教师小结】
(一)正棱锥中的直角三角形的应用
已知正棱锥如图(以正四棱锥为例),其高PO,底面为正方形,作PE⊥CD于E,则PE为斜高。
(1)斜高、侧棱构成直角三角形,如图中Rt△PEC.
(2)斜高、高构成直角三角形,如图中Rt△POE。
(3)侧棱、高构成直角三角形,如图中Rt△POC.
(二)正棱台中的直角梯形的应用
已知正棱台如图(以正四棱台为例),O1,O分别为上、下底面中心,作O1E1⊥B1C1于E1,OE⊥BC于E,则E1E为斜高,
(1)斜高、侧棱构成直角梯形,如图中梯形E1ECC1.
(2)斜高、高构成直角梯形,如图中梯形O1E1EO。
(3)高、侧棱构成直角梯形,如图中梯形O1OCC1.
三、课堂总结
1.棱锥的结构特征。
2.棱台的结构特征。
四、课堂检测
1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)有一个底面为多边形,其余各面都是有一个公共顶点的三角形,由这些面所围成的几何体是棱锥。( )
(2)棱台的侧棱长都相等。( )
(3)棱柱的侧面都是平行四边形,而底面不是平行四边形。( )
(4)棱柱的侧棱都相等,侧面都是全等的平行四边形。( )
[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)×
2.下列几何体中是棱柱的个数有( )
A.5个 B.4个 C.3个 D.2个
D [由棱柱的定义知①③是棱柱,选D.]
3.画一个三棱台,再把它分成:
(1)一个三棱柱和另一个多面体;
(2)三个三棱锥,并用字母表示。
[解] 画三棱台一定要利用三棱锥。
① ②
(1)如图①所示,三棱柱是棱柱A′B′C′AB″C″,另一个多面体是C′B′BCC″B″。
(2)如图②所示,三个三棱锥分别是A′ABC,B′A′BC,C′A′B′C.
定义
有一个面是多边形,其余各面都是有一个公共顶点的三角形,由这些面围成的多面体
图示及相关概念
底面:多边形面
侧面:有公共顶点的各个三角形面
侧棱:相邻两侧面的公共边
顶点:各侧面的公共顶点
分类
按底面多边形的边数分:三棱锥、四棱锥……
定义
用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,底面与截面之间的部分
图示及相关概念
上底面:原棱锥的截面
下底面:原棱锥的底面
侧面:除上下底面以外的面
侧棱:相邻两侧面的公共边
顶点:侧面与上(下)底面的公共顶点
分类
按由几棱锥截得分:三棱台、四棱台……
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